Som beskrevet i en annen artikkel må tilnærmet alt oksygen som laks og ørret forbruker i lukkede flytemerder tilsettes. De fleste slike anlegg som er i drift tilsetter oksygen kun ved hjelp av diffusorbaserte systemer.

Det totale oksygenbehovet ved produksjon av laks er oppgitt til omkring 250 - 500 g pr. kg produsert fisk. I en lukket merd med en årlig produksjon på 300 tonn er derfor behovet for oksygentilsetning minimum 100 – 150 tonn O2 pr. år, eller oppmot 1500 tonn O2 pr. år i et anlegg med 10 slike merder og et totalt produksjonsvolum på 50 000 m3. Innblandingseffektiviteten for tilsatt oksygen og kontroll på oksygendoseringa er av stor betydning både for å unngå unødig spill av oksygen,  og ikke minst for å sikre optimale miljøforhold for fisken slik at velferd og vekstpotensial opprettholdes. Ved siden av fôr representerer oksygen den viktigste innsatsfaktoren i lukkede systemer.

Stabilt og tilstrekkelig oksygen nivå

Det er avgjørende for vekst, fôrutnyttelse og velferd for fisk i oppdrett at oksygennivået holdes jevnt og høyt. I følge Wedemeyer må oksygenmetningen for oppdrettsfisk være 71 - 81 % ved 5 – 15 ˚C, men studier tyder på at dette nivået er for lågt for å oppnå maksimal vekst hos atlanterhavslaks. Ved å sammenstille flere studier fant Thorarensen & Farrell at oksygennivået må nærme seg full metning (100 %) for å oppnå maksimal veksthastighet hos atlanterhavslaks. Bl. a. fant Crampton et al. (2003) at både fôrutnyttelse og veksthastighet hos postsmolt økte ved stigende oksygennivå fra 80 % til 100 % ved moderat temperatur (7 – 10 ˚C). På den annen side er det også funnet at nedre nivå for opprettholdelse av maksimalt fôropptak til post-smolt hos laks er omkring 70 % av metning ved forhøyet temperatur (16 ˚C).

Kortvarige, moderate fall i oksygennivået i laksemerder til 50 – 70 % av metning bør unngås med henblikk på maksimal vekst og fôropptak selv om en viss kompensasjonsvekst er observert under etterfølgende gunstige oksygenforhold.

Også i åpne merder vil det kunne være behov for oksygentilsetting i perioder med forhøyet temperatur og lave oksygennivå om natta. Heving av oksygenkonsentrasjonen med 10 - 15 % vha diffusornettverk i laksemerder gjennom september-oktober 2003 ved 15 ˚C vanntemperatur medførte forbedret tilvekst/fôrutnyttelse og nedsatt dødelighet, sammenlignet med i nabomerd uten tilsetning av oksygen. Det ble konkludert med at installering av oksygeneringsutstyr ved et middelstort anlegg (2003: 500-1000 tonn/år) den gangen ville kunne bety et ekstra årlig utbytte på ca. 1 mill. kr pr. anlegg.

Som en veiledende anbefaling foreslås at oksygenkonsentrasjonen i lukkede merder holdes stabilt på 80 – 85 % av metning.

Oksygendosering med diffusor og behov for nødsystem

Generelt må oksygeneringssystemer designes på en slik måte at forsyningen sikres uavhengig av sannsynlige uhell/feilfunksjoner. Bruk av diffusorslanger som innløsningssystem krever ikke strømtilgang så lenge en har oksygen tilgengelig. Normal innløsningshastighet og - effektivitet blir derfor opprettholdt selv om det oppstår strømstans i systemet - i motsetning til andre tekniske løsninger som krever strømtilgang for å løse inn oksygen. Videre er det selvsagt viktig at oksygenet føres frem til diffusorslangene i merdene. Dette betyr at doseringsskapet også må inneholde nødfunksjoner med ventiler/rotameter som fungerer ved strømstans.

Ved uforutsett stans i oksygentilførselen i lukkede merder er det viktig med nødsystemer som slår inn ved uforutsette hendelser. Typiske hendelser er strømstans som medfører at oksygenproduksjonen i generatorene stopper. En mulig teknisk svikt i nødstrømssystemet kan igjen medføre at oksygenproduksjonen fortsatt uteblir og det bør derfor også være tilgjengelig et back-up system uavhengig av strøm. Et slikt system kan f.eks. være tilkobling til komprimert oksygen fra standardpakker med 12 -16 flasker med 200 til 300 bars trykk som totalt kan levere fra ca 175 - 330 kg O2. Dette systemet kan kobles inn ved trykkfall i hovedoksygenkilden. Ved en back-up kapasitet på 330 kg oksygen og en biomasse som f.eks. krever 50 kg O2/time vil det rekke til mer enn 6,5 timers forsyning inntil feilen i hovedforsyningen er utbedret. Ved behov for ekstra kapasitet på back-up systemet kan en koble sammen flere flaskebatteri.

Virkningsgraden viktig for økonomi

Som nevnt innledningsvis vil det årlige oksygenforbruket i et stort anlegg med lukkede merder kunne være flere tusen tonn. Ved en produksjon på 3000 tonn/ år vil fiskens forbruk utgjøre 1000 - 1500 tonn. Ved å forutsette 100 % utnyttelse vil da behovet for tilførsel av oksygen tilsvare samme nivå. Erfaringstall fra kommersielle anlegg viser imidlertid betydelig variasjon i tilsatt mengde fra ca. 0,5 til over 1 kg O2/kg produsert fisk. Unøyaktig dosering i forhold til behov vil kunne medføre ugunstige svingninger i oksygenkonsentrasjonen i merdene med konsekvenser for fiskens vekst og velferd. Overdosering medfører oksygenovermetning i vannet som betyr tapt oksygen til luft og økte produksjonskostnader. Nedsatt innløsningseffekt og unøyaktig dosering vil også resultere i økt kapasitetsbehov for produksjon (generator) og lagringskapasitet for oksygen (tanker).

Effektivisering av diffusornettverk

Overføringseffektiviteten av oksygen til vannmassen i merdene er avhengig av flere faktorer, bl.a. tettheten av hull i diffusorslangene og tilførselsmengden av oksygen. Dette er eksemplifisert i Figur 2 som viser effekten av fire forskjellige tettheter av hull ved to ulike nivå av tilført luft. Utfra denne testen ble konkludert at lavest antall hull gav høyest effekt, mens fordobling av luftmengden kun økte overføringsgraden med 20-30 %. Ved overføring av rent oksygen til vann med diffusorer vil effektiviteten være avhengig av de samme faktorene.

Oksygenkilde

Oppdrettsanlegg i sjøen har enten flytende oksygen på tank (LOX) eller oksygengenerator for å forsyne lukkede merder eller merder med dype skjørt. Det er mindre investeringer i forkant forbundet med bruk av LOX da lagringstank, fordamper og gjerne forsyningslinje til merder leies fra gasselskap. I tillegg kommer kostnad til  fundament for tank og kjøp av oksygen. En fordel med anvendelse av LOX er tilgjengelighet av store oksygenmengder under spesielle miljøforhold eller stressituasjoner som medfører ekstraordinært  forbruk. Videre er ikke oksygentilførselen i merdene avhengig av strøm da trykket i tanken driver gassen til diffusorene. Ulempen er logistikken av gass, som på sjøen gir utfordringer mht. transport og lagring ved lokaliteten. Ved lavt oksygenforbruk bygges trykket opp i tanken som slippes ut via sikkerhetsventil, noe som anslagsvis fører til 2 – 4 % tap per dag ved fordamping.

Bruk av oksygengenerator medfører høyere investering, men lavere driftskostnad enn LOX-systemet. Sikkerheten er ivaretatt med reserveløsning med komprimert oksygen på batteri; i tillegg er det vanlig å bygge et system med flere linjer for økt sikkerhet og mindre slitasje. En container med tre generatorer som til sammen har kapasitet på 99 kg O2/time forbruker da ca. 75 KW strøm ved maksimal belastning. Et slikt oppsett har PLSstyring som kobler inn antall generatorer etter behov for optimalt energiforbruk og sikkerhet. En slik container kan plasseres på sjølokaliteten, enten på flåte eller egen lekter.

Bruk av oksygengenerator ser ut til å bli en foretrukket løsning på sjølokaliteter, spesielt de som ligger et stykke fra land,fremfor bruk av flytende oksygen på tank. Det antas at enklere logistikk og lavere kostnader er årsaken til dette.

Se artikkelen slik den sto i bladet Norsk Fiskeoppdrett